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Diese
Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugräder, die aufpumpbare Reifen
aufweisen, und insbesondere auf Vorrichtungen, die in dem Reifen
an die Felge eines Rads angepasst sind, um zu ermöglichen,
dass das Rad mit einem entleerten Reifen läuft. Solche Vorrichtungen werden
im Folgenden "Run-Flat-Vorrichtungen" genannt. Die vorliegende Erfindung
betrifft Klemmvorrichtungen zum Zusammenklemmen von Segmenten einer
Run-Flat-Vorrichtung mit in Segmente geteiltem Ring.
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Wenn
bei herkömmlichen
Rädern,
an die keine Run-Flat-Vorrichtungen angepasst sind, der Reifen entleert
wird, wird der Reifen beschädigt
und kann zerreißen
oder von der Metallradfelge abgeworfen werden. Dies kann veranlassen,
dass das Fahrzeug, an das das Rad angepasst ist, die Kontrolle verliert
und somit andere Straßennutzer
gefährdet. Bestenfalls
kann das Fahrzeug angehalten werden und das Rad durch ein Ersatzrad
ersetzt werden oder die Reifenpanne repariert werden oder ein neuer
Reifen an das vorhandene Rad angepasst werden. Für Nutzfahrzeuge wie etwa LKW
ist dies wegen der Notwendigkeit, Spezialabschleppdienste oder -reparaturdienste
zu erlangen, um das Fahrzeug wieder in Bewegung zu setzen, sehr
zeitaufwändig
und kostspielig.
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Bei
LKW, Militärfahrzeugen,
Transportern wie etwa Geldtransportern, Sicherheitsfahrzeugen oder
anderen Fahrzeugen, bei denen eine Reifenpanne das Fahrzeug effektiv
zum Stehen bringt und das Fahrzeug der Gefahr einer äußeren Bedrohung aussetzt,
besteht die Notwendigkeit, die Fahrzeugfahrt unabhängig von
dem entleerten Reifen fortsetzen zu können.
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Wenn
sich ein Reifen teilweise oder vollständig entleert, wird der effektive
Durchmesser des Rads mit dem entleerten Reifen im Vergleich zu den Rädern mit
aufgepumpten Reifen verhältnismäßig kleiner.
Somit veranlasst der Reibungseingriff des entleerten Reifens auf
der Straße,
dass die Umfangsgeschwindigkeit des entleerten Reifens so zunimmt, dass
sie zu der Umfangsgeschwindigkeit der aufgepumpten Reifen passt.
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Gleichzeitig
leitet ein Differentialgetriebe in dem Getriebeantriebsweg zu einem
Rad mit einem entleerten Reifen das Drehmoment von den angetriebenen
Rädern,
die aufgepumpte Reifen haben, zu dem Rad mit dem entleerten Reifen
um. Insbesondere dann, wenn das Metallrad ein angetriebenes Rad ist,
veranlasst dies wiederum eine Drehung des entleerten Reifens relativ
zu dem Metallrad.
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Run-Flat-Vorrichtungen,
die sich an die Felge des Metallrads innerhalb des Reifens anpassen, sind
gut bekannt und umfassen normalerweise einen ringförmigen Körper, den
der Teil der Außenumfangswand
des Reifens, der den Boden oder die Straße berührt, berühren kann. Der ringförmige Körper ist üblicherweise
in zwei Teilen hergestellt, die auf die Außenfelge des Metallrads geklemmt
sind, wobei der ringförmige
Körper
so konstruiert ist, dass er in Umfangsrichtung auf der Metallfelge
gleitet, wenn sich der Reifen entleert. Dieses Gleiten ist wichtig,
da es zulässt,
dass der Reifen auf der Radfelge gleitet, während es wenig oder kein Gleiten
des Reifens relativ zu dem Außenumfang
des ringförmigen
Körpers sicherstellt.
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In
einer früher
bekannten Vorrichtung umfasst der ringförmige Körper zwei halbkreisförmige Segmente,
die an jedem Ende durch einen einzelnen Klemmbolzen, der die zwei
Segmente zusammenklemmt, drehbar miteinander verbunden sind. Das radiale
Klemmen der Segmente auf das Metallrad wird durch ein um den Umfang
der Segmente verlaufendes zylindrisches Band erzielt, das vor dem
Anziehen der Drehbolzen festgezogen werden kann, um die Segmente
zusammenzuziehen. In diesem Fall weist die Drehverbindung an einem
Ende der Segmente einen langgestreckten Schlitz auf, durch den der
Klemmbolzen geht, der die Umfangsbewegung der Segmente relativ zueinander
zulässt,
während sie
auf die Felge des Metallrads geklemmt werden. Der Bolzen ist nur
von einer Seite der Segmente aus zugänglich, um ihn anzuziehen.
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In
einer zweiten früher
bekannten Form einer Run-Flat-Vorrichtung mit zwei Segmenten wird
an einem Ende der Segmente ein einzelnes Klemmmittel in Umfangsrichtung
verwendet. An dem anderen Ende ist ein einfacher Drehpunkt vorgesehen.
Das Klemmmittel umfasst einen Schlitz in einem der Segmente und
der Schlitz weist eine geneigte Oberfläche auf. In dem Schlitz ist
ein abgeschrägter
Keil vorgesehen, der mit der geneigten Oberfläche in Eingriff ist.
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Durch
Löcher
in jenem Ende angrenzender Segmente geht ein einzelner Bolzen (der
von einer Seite aus zugänglich
ist). Wenigstens eines der Löcher
ist langgestreckt, um die Relativbewegung in Umfangsrichtung zuzulassen.
Durch Anziehen des einzelnen Klemmbolzens werden die zwei Enden
der Segmente durch den Keil zusammengezogen, um sie auf die Felge
des Metallrads zu klemmen.
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Ein
Problem bei diesen beiden bekannten Typen in Segmente geteilter
Run-Flat-Vorrichtungen ist, dass sich jedes Segment relativ zu dem
anderen drehen und radial aus der Ausrichtung relativ zu dem anderen
bewegen kann, da wenigstens an einem Ende der Segmente ein einzelner
Bolzen verwendet wird. Dies kann eine Beschädigung der Innenoberfläche der
Außenumfangswand
des Reifens verursachen, wenn der Reifen entleert wird. Dies ist
bei den früher
bekannten Run-Flat-Vorrichtungen, die keine Umfangsklemmbänder verwenden,
um so mehr ein Problem, da die zwei Segmente unter Zentrifugal- und
Zentripetallasten dazu neigen, sich wie Klauen zu öffnen. Im
ungünstigsten
Fall kann die Vorderkante eines Segments, selbst wenn der Reifen
aufgepumpt ist, über
den Umfang eines angrenzenden Segments des vorstehenden Segments
vorstehen und den Reibungseingriff des ringförmigen Körpers an der Felge des Metallrads
lösen,
was das relative drehende Gleiten der Run-Flat-Vorrichtung an der Felge
des Metallrads zulässt.
Folglich wird an der Run-Flat-Vorrichtung und an der Felge des Metallrads
ein übermäßiger Verschleiß verursacht
und das das Rad wird während
des normalen Laufs unwuchtig. Wenn sich der Reifen entleert, verstärken die
vorstehenden Kanten der verlagerten Segmente die Beschädigung im
Innern des Reifens und können
veranlassen, dass sich der ringförmige
Körper
aus der Ausrichtung auf die Drehebene des Rads verdreht. Dies kann
dazu führen,
dass sich der Reifen insgesamt von dem Metallrad ablöst.
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Ein
weiterer Nachteil bekannter in Segmente geteilter Run-Flat-Vorrichtungen ist,
dass jedes Segment einen einzelnen unverlierbaren Bolzen aufweist,
der nur von einer Seite der Segmente aus zugänglich ist, und dass die Segmente
eine asymmetrische Form aufweisen, wobei die Konstruktion eines Endes
jedes Segments von der des anderen Endes desselben Segments verschieden
ist. Das heißt, dass
je nachdem, ob die Segmente an die linke Seite oder an die rechte
Seite des Fahrzeugs angepasst werden sollen, zwei verschiedene Sätze von
Segmenten hergestellt werden müssen.
Dies trägt
zur Komplexität
und zu den Kosten der Herstellung bei und bedeutet, dass von Reifenreparateuren
oder von Abschlepppersonal zusätzliche
Ersatzteile mitgeführt werden
müssen.
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Außerdem wird
die Aufmerksamkeit auf die Offenbarung
WO-A-9911476 gelenkt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
Run-Flat-Vorrichtung, die mehrere Segmente umfasst, die miteinander durch
Klemmmittel verbunden sind, die die relative Drehbewegung zwischen
den Segmenten beschränken.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung vom
Klemmmitteln für
eine ringförmige
Run-Flat-Vorrichtung, die mehrere gebogene Segmente umfasst, in
denen um die ringförmige
Vorrichtung an jeder Verbindung zwischen den Segmenten in Umfangsrichtung
beabstandete Klemmmittel vorgesehen sind.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines
Klemmmittels für
in Segmente geteilte Run-Flat-Vorrichtungen, das die Drehbewegung
der Segmente relativ zueinander beschränkt.
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Diese
Aufgaben werden gelöst
durch eine Run-Flat-Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht durch einen Reifen zeigt, an den eine Run-Flat-Vorrichtung angepasst
ist, die die vorliegende Erfindung enthält;
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2 ein
Seitenaufriss ist, der einen in Segmente geteilten Ring und eine
Innenhülse
der Run-Flat-Vorrichtung aus 1 zeigt;
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht der Run-Flat-Vorrichtung aus
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1 ist;
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4 eine
Querschnittsansicht durch die Enden zweier angrenzender Segmente
der Run-Flat-Vorrichtung aus 2 zeigt
und die Klemmmittel der vorliegenden Erfindung genauer zeigt;
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5 eine
schematische Querschnittsansicht einer Innenhülse der Run-Flat-Vorrichtung aus 2 zeigt;
und
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6 eine
Run-Flat-Vorrichtung der 1 bis 5 zeigt,
die an ein zweiteiliges Rad angepasst ist.
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Anhand
von 1 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Radbaueinheit
eines LKW gezeigt. Die Radbaueinheit 10 umfasst ein Metallrad 11,
das so konstruiert ist, dass es mittels herkömmlicher Stehbolzen und Muttern
(nicht gezeigt) oder Gewindestehbolzen (nicht gezeigt) an einer
Radnabe eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) befestigt werden kann. An der
Felge des Metallrads ist auf herkömmliche Weise ein aufpumpbarer
Reifen 12 angebracht. Das Metallrad weist eine einteilige
Konstruktion des Typs auf, der umfassend in Verwendung ist, und
ist mit einem herkömmlichen
Aufpumpventil (nicht gezeigt) versehen. Das Metallrad könnte wie
in 6 gezeigt aus einer gut bekannten zweiteiligen
Konstruktion hergestellt sein, die eine abnehmbare Felge aufweist.
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An
der Felge des Rads 11 ist innerhalb des Reifens 12 eine
Run-Flat-Vorrichtung 13 angebracht, die
einen ringförmigen
Körper 14 umfasst,
der aus drei Polyamidsegmenten 15 hergestellt ist, die
entweder direkt auf den Außendurchmesser
der Radfelgen geklemmt sind oder, wie es bevorzugt ist, auf den Außenumfang
der Innenhülse 16 geklemmt
sind, die so gespalten ist, dass sie zulässt, dass die Innenhülse 16 geöffnet und
um dem Außendurchmesser
des Rads 11 eingeschnappt wird. Die Innenhülse 16 ist aus
Polyamid hergestellt, könnte
aber, wie in 5 gezeigt ist, mit einem mittleren
Polyamidband 17 und mit Polyurethanrandbändern 18 konstruiert
sein. Das mittlere Band weist auf jeder Seitenfläche eine schwalbenschwanzförmige Aussparung 17(a) auf, und
die seitlichen Polyurethanbänder 18 weisen
jeweils ein schwalbenschwanzförmiges
Seitenelement 18(a) auf, das in eine der Aussparungen 17(a) passt. Das
mittlere Band 17 stellt die Steifigkeit bereit, um den
Seitenlasten der seitlichen Wände
standzuhalten, während
sie nach innen zusammengedrückt werden,
während
die seitlichen Polyurethanbänder 18 Starrheit
mit etwas mehr Biegsamkeit oder Elastizität als das mittlere Polyamidband 17 bereitstellen, um
den Kontakt zwischen den Wülsten
der Seitenwände
des Reifens 12 zu polstern, um eine Beschädigung an
dem Reifen 12 zu vermeiden, wenn sich der Reifen entleert.
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Der
Außenumfang
des mittleren Bands 17 weist eine Aussparung 41 auf
und der Innenumfang des Segments 15 weist einen Flansch 42 auf,
der sich in der Aussparung 41 befindet. Zwischen dem Außenumfang
der Innenhülse 16 und
dem Innenumfang der Segmente 15 kann ein Schmiermittel
vorgesehen sein.
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Es
ist klar, dass die Run-Flat-Vorrichtung 13 bei hohen Felgengeschwindigkeiten
Zentripetal- und Zentrifugalkräften
ausgesetzt ist, die dazu neigen, den Umfangsgriff der Run-Flat-Vorrichtung 13 an dem
Metallrad 11 zu lösen.
Um an diese radiale Bewegung anzupassen, kann für jedes Segment 15 ein Scherbolzen 43 (wie
in 5 gezeigt) vorgesehen sein, während die Segmente 15 in
Umfangsrichtung festgehalten werden, bis die Bolzen 43 dadurch,
dass der entleerte Reifen die Segmente 15 berührt und veranlasst,
dass sich die Segmente 15 als vollständiger Ring drehen, abgeschert
werden. Der Scherbolzen 43 wird durch eine Bohrung in dem
Mittelteil der Felge des Rads und durch die Innenhülse 16 eingeführt.
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Der
Innenumfang der Innenhülse 16 kann
ein Profil aufweisen, das an das Profil eines spezifischen Metallrads
angepasst ist, oder könnte
einfach die Aussparungen oder Kanäle des Metallrads 11 zwischen
den Oberflächen 12(a), 12(b),
auf denen die Wülste
der Seitenwände
des Reifens 12 sitzen, überbrücken. Da
es notwendig ist, Zwischenräume
oder Umfangsausparungen vorzusehen, die ermöglichen, dass jede Seitenwand
des Reifens 12 angepasst wird, während der Reifen vor dem Aufpumpen über die
vordere Felge des Metallrads 11 gleitet, muss die Innenhülse 16 so
geformt sein, dass sie das Anpassen des Reifens nicht behindert.
Die Innenhülse 16 wirkt
als ein Reifenwulsthalter, der die Seitenwände des Reifens 12 anhält, die
nach innen zusammengedrückt
werden, wenn der Reifen entleert wird.
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Nunmehr
anhand von 6 ist ein zweiter Typ des Metallrads 11 gezeigt,
an das eine Run-Flat-Vorrichtung 13 der vorliegenden Erfindung angepasst
ist. In diesem Radentwurf weist das Metallrad 11 zwei Teile 44 und 45 auf.
Den Hauptteil 44 des Rads bilden die hintere Felge 46 und
die mittlere Felge 47 des Reifens 11, an die die
hintere Wand des Reifens 12 angepasst ist, und den zweiten
Teil 45 bildet die vordere Felge 48, die die vordere
Seitenwand des Reifens 12 hält. Der zweite Teil 45 wird
vor dem Aufpumpen des Reifens 12 mit dem Hauptteil 44 des Rads
verbolzt. Die Run-Flat-Vorrichtung 13 weist eine ähnliche
Konstruktion wie die in 2 bis 5 beschriebene
und gezeigte auf.
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Es
ist klar, dass die in 1 gezeigte Innenhülse 16 die
in der Felge des Metallrads gebildeten tiefen Kanäle effektiv
abdeckt und dazu dient, die Seitenwände des Reifens, die in die
tiefen Kanäle
fallen, wenn sich der Reifen entleert, anzuhalten. In jenen Entwürfen des
Metallrads, die keine tiefen Kanäle
aufweisen, und in jenen, die zylindrische oder leicht konische mittlere
Felgen mit eingebauten Wulsthaltemerkmalen (wie etwa z. B. ähnlich den
in 6 gezeigten) aufweisen, kann auf die Innenhülse 16 offensichtlich
verzichtet werden, während
in diesem Fall aber eine Wulsthaltevorrichtung notwendig sein kann
oder der Innenumfang der Segmente geändert sein kann, um eine Wulsthaltevorrichtung
zu bilden. Die Erfinder bevorzugen, die Innenhülse 16 als den Wulsthalter
beizubehalten.
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Genauer
anhand von 2 und 3 sind die
drei Segmente 15 symmetrisch um eine radiale Ebene orthogonal
zur Drehachse des Rads und weisen, gleich ob für ein linkes Rad oder für ein rechtes Rad,
eine völlig
gleiche Form auf. Jedes Segment ist ein Segment eines Hohlzylinders
mit einem konkaven Ende 20 und mit einem konvexen Ende 21.
Die konvexen Enden 21 weisen eine komplementäre Form
zu den konkaven Enden 20 auf, sodass sich das konvexe Ende 21 jedes
Segments 15 an das konkave Ende 20 eines angrenzenden
Segments 15 anschmiegt. Die Segmente 15 werden
innerhalb des Reifens 12 zusammengesetzt, wobei die konvexen Enden 21 in
Bezug auf die Drehrichtung des Reifens 12, wenn er vollständig entleert
läuft,
die Vorderkante bilden. Um die Segmente leichter zu machen, weist jedes
Segment 15 auf jeder Seite eine gebogene Aussparung 22 auf.
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An
jedem Ende der Segmente 51 ist ein in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung konstruiertes Klemmmittel 23 in Form zweier paralleler Bolzen 23(a), 23(b) vorgesehen.
Die Form der Enden angrenzender Segmente 15 und Einzelheiten der
Klemmmittel sind am besten in 3 zu sehen.
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Anhand
von 2, 3 und 4 weist das
konkave Ende 20 jedes Segments einen Flansch 26 mit
der halben Dicke jedes Segments auf, wobei durch den Flansch 26 zwei
in Umfangsrichtung beabstandete Bohrungen 24, 25 gebohrt
sind. Um die Relativbewegung des Endes 20 relativ zu dem
Ende 21 zuzulassen, weisen die Bohrungen 24 einen
etwas größeren Durchmesser
als die Bolzen 23(a) und 23(b) auf. Das konvexe
Ende 21 jedes Segments weist einen Flansch 27 auf,
der sich mit dem Flansch 26 in Umfangsrichtung überlappt.
Der Flansch 27 ist mit einem langgestreckten Schlitz 28 versehen,
der geneigte Oberflächen 29 aufweist,
die von dem konkaven Ende 20 des angrenzenden Segments 15 abgewandt
sind.
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In
dem Schlitz 28 ist ein Keil 31 mit einer geneigten
Fläche 32 angeordnet,
die an die geneigte Fläche 29 des
Schlitzes 28 in dem konvexen Ende 21 des Segments 15 angrenzt,
wobei die geneigte Fläche
des Keils 31 mit den geneigten Flächen 29 in Kontakt
steht. Der Keil 31 weist eine Bohrung 31(a) auf,
durch die einer der Rundkopf-Klemmbolzen 23(a) geleitet
ist. Die Enden 21 der Segmente weisen zwei beabstandete
Bohrungen 33, 34 auf, die auf die Bohrungen 24, 25 in
den Enden 20 ausgerichtet sind. An einer Halteplatte 36 sind
zwei Käfigmuttern 35 angebracht,
wobei die Muttern 35 in die Bohrungen 33, 34 in
den Flanschen 27 eingeführt
sind. Durch Anziehen des ersten Bolzens 23(a) drängt der
Keil 31 die Enden der Segmente in einer Umfangsrichtung. Durch
eine Bohrung 37 in einer Klemmplatte 38, durch
den Schlitz 28 und durch die Bohrungen 34 ist ein
zweiter Rundkopf-Klemmbolzen 23(b) geführt und in die zweite Käfigmutter 35 geschraubt.
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Die
Klemmplatte 38 überbrückt den
Schlitz 28 und ist so geformt, dass sie den Bolzen 23(a) nicht stört. Wenn
der Bolzen 23(b) angezogen wird, gelangt die Klemmplatte 38 mit
einer Seitenwand des Segments 15 in Eingriff und zieht
die zwei Flansche 26, 27 in einer Richtung parallel
zur Drehachse des Rads 11 axial zusammen.
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Zum
Anpassen der Run-Flat-Vorrichtung 13 wird die hintere Seitenwand
des Reifens 12 auf die vordere Felge des Metallrads 11 gehebelt
und daraufhin die Innenhülse 16 aufgewuchtet
und über
der Felge des Metallrads in dem entleerten Reifen 12 angepasst.
Der Schlitz 39 in der Innenhülse 16 wird so positioniert,
dass er auf das Aufpumpventil des Rads (nicht gezeigt) ausgerichtet
ist. Daraufhin wird die hintere Wand des Reifens über die
Hülse 16 auf
die hintere Felge geschoben. Die Segmente 15 werden von
vorn in den Hohlraum des entleerten Reifens eingeführt und
werden lose um die Innenhülse 16 zusammengesetzt,
wobei die Köpfe
der Bolzen 23(a), 23(b) nach außen weisen.
Daraufhin werden die Keile 31 durch gleichmäßiges Anziehen
der Bolzen 23(a) nach unten gezogen, was veranlasst, dass
die Keile 31 die Segmente 15 zusammenziehen und
die Segmente 15 dadurch fest an die Innenhülse 16 klemmen
und die Innenhülse 16 auf
die Felge des Metallrads 11 klemmen. Mit der auf die Felge
des Metallrads 11 geklemmten Run-Flat-Vorrichtung 13 werden
die Bolzen 23(b) vollständig
angezogen, um die Flansche 26 und 27 axial zusammenzuklemmen.
Daraufhin werden die äußeren Seitenwände des
Reifens 12 über
die vordere Felge des Metallrads 11 gehebelt und wird der
Reifen 12 aufgepumpt.
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Wenn
sich der Reifen 12 in Verwendung entleert, wird der Reifen 12 in
dem Gebiet, in dem der Reifen 12 den Boden oder die Straße berührt, auf
die Außenumfangsoberfläche der
Run-Flat-Vorrichtung 13 zusammengedrückt. Dies veranlasst, dass
die Run-Flat-Vorrichtung 13 in Umfangsrichtung auf der Felge
des Metallrads 11 gleitet. Das Gleiten entweder zwischen
den Segmenten 15 und der Felge des Metallrads (wo keine
Innenfelge 16 angepasst ist) oder zwischen den Segmenten 15 und
der Innenhülse 16 (wo
eine Hülse 16 angepasst
ist) stellt sicher, dass es zwischen dem Reifen 12 und
der Run-Flat-Vorrichtung 13 wenig oder keine relative Drehung
gibt, und stellt folglich sicher, dass der Reifen 12 wenig
oder gar nicht beschädigt
wird. Durch die Innenhülse 16, die
als ein Wulsthalter wirkt, wenn sich der Reifen entleert, wird verhindert,
dass die Wülste
der Seitenwände
des Reifens 12 nach innen zusammengedrückt werden.
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Es
ist klar, dass die Run-Flat-Vorrichtung 13 bei hohen Felgengeschwindigkeiten
Zentripetal- und Zentrifugalkräften
ausgesetzt ist, die in Abwesenheit des zweiten Bolzens 23(b) den
Umfangsgriff der Run-Flat-Vorrichtung 13 an
dem Metallrad 11 lösen würden, indem
sie zulassen würden,
dass sich die Segmente 15 relativ zueinander drehen. Unter
Verwendung zweier paralleler Bolzen 23(a), 23(b),
wird die Drehbewegung der Segmente relativ zueinander beschränkt oder
verhindert. Außerdem
sichern die Bolzen 23(a), 23(b) sowohl das Klemmen
in Umfangsrichtung als auch das Klemmen in axialer Richtung (in
einer Richtung entlang der Drehachse des Rads) und verhindern, dass
sich die Segmente aus der Ausrichtung auf das Rad 11 verdrehen,
wenn der entleerte Reifen den Außenumfang der Run-Flat-Vorrichtung 13 berührt.